Araştırmacılar Uzay Yolculuğunda Yakıt Sorununu Çözmek için Origami Kullanıyor
Fotoğraf 1: Araştırmacılar, süper soğuk sıcaklıklarda çatlamayan, yakıtı depolamak ve ihtiyaç anında pompalamak için kullanılabilen ve origamiden esinlenen katlanmış, plastik bir yakıt kesesi geliştirdi.
Washington Devlet Üniversitesi(WSU) araştırmacıları, uzay yolculuğu için, kilit bir sorunu imkan dahilinde-yakıtın roket motorlarına nasıl taşınacağı ve depolanacağı- çözmek için antik Japon kağıt katlana sanatını kullandılar.
Araştırmacılar süper soğuk sıcaklıklarda çatlamayan, yakıtı depolamak ve ihtiyaç anında pompalamak için kullanılabilen ve origamiden esinlenen katlanmış, plastik bir yakıt kesesi geliştirdiler. Yüksek lisans öğrencisi Kjell Westra ve Makine ve Malzeme Mühendisliği Okulu’nda doçent Jake Leachman liderliğinde, araştırmacılar Cryogenics dergisinde çalışmalarını yayınladılar.
Yakıtların yönetim zorluğu uzay yolculuğunda önemli bir sınırlayıcı faktör olmuştur. Uzay yolculuğu ya büyük miktar kargo için daha kısa yolculuklar ya da uzun süreli görevler için küçük duygularla sağlanmış, bu anlamda büyük ölçüde sınırlandırılmıştır.
Araştırmacılar çabalarını bıraktılar ve bunun yerine daha az ideal olan uzay gemisi yakıt yönetim cihazlarına güvendiler. Mevcut sistemler sıvı yakıtları yönetmek için yüzey gerilimi prensibini ve metal levhaları kullanıyorlar; fakat bu sistemler yavaştır ve yalnızca küçük miktarlarda yakıt akıtır. Bu yüzden yakıt tanklarının boyutu ve görevleri sınırlıdır.
Leachman “ İnsanlar uzun süredir roket yakıtı için çantalar yapmaya çalışıyorlar.” dedi. “Biz şimdilik büyük, uzun süreli seyahatler yapmıyoruz, Çünkü uzayda yeterince uzun süre kullanılabilecek yakıt depolayamıyoruz.”
Fotoğraf 2: Kjell Westra
Bir literatür araştırması ile Westra, Araştırmacıların bazı origami temelli körükler geliştirdiği bir teze rastladı. Araştırmacılar bir origaminin kompleks şekillerini ve ilginç mekaniksel davranışlarını kullanma fikri ile 1980’lerde ve 1990’larda origami çalışmalarına başladılar. Origami kıvrımları malzemedeki baskıyı yayar, yırtılma olasılığını azaltır. Westra ve Hydrogen Properties for Energy Research Laboratory’deki iş arkadaşları ince bir Mylar plastik levha (Özel bir tip gerilmiş polyester film markası) kullanarak bir yakıt kesesi geliştirmek için gördüğü tasarımı uygulamaya karar verdiler.
Westra, “En iyi çözümler halihazırda hazır olan ve daha sonra üzerinde çalışıyor olduğunuz şeye aktarabileceğiniz çözümlerdir.” dedi.
“Origamiyi daha önce hiç denememiştim.” dedi. Körükleri nasıl katlayacağını çözmenin Bir YouTube videosu ile birkaç deneme ve birkaç saat sürdüğünü söyledi. Materyali bir kez katladı, yaklaşık 77oK sıvı nitrojende test etti. Araştırmacılar kesenin soğuk şartlar altında kırılmadan veya sızdırmadan en az 100 kez sıkılabileceğini (katlanabilir olduğunu) buldular. Onlar sayısız kez ispat ettiklerinden beri materyalde hala bir delik yok.
Leachman, “Biz herkesi geride tutan kilit bir problemi çözdüğümüzü düşünüyoruz.” dedi. “Bunun için biraz heyecanlıyız.”
Araştırmacılar şimdi daha titiz testlere önderlik etmeye başlıyor. Onlar mevcut sistemlerle keselerin akış hızlarını kıyaslayarak ve yakıtı ne kadar iyi depolayabileceklerini ve çıkarabileceklerini değerlendirerek sıvı hidrojen ile test yapmayı planlıyorlar. Westra projeye devam etmek için kısa bir süre önce bir NASA mezunu bursu aldı.
Leachman, “Kjell’in başarısı, harika bir WSU öğrencilerinin, dışarıda neler olduğunu incelemenin ve sonrasında bir şeyi gerçekleştirmek için doğru zamanda doğru yerde olmanın mükemmel bir örneğidir.” dedi.
Kaynak: phys.org
